[논문]수재해 정보관리 및 서비스를 위한 공간, 비공간 정보 자료 개념 설계

이정주; 김동영; 정영훈; 황의호; 채효석

doi:10.5389/ksae.2016.58.2.021

[국내논문] 수재해 정보관리 및 서비스를 위한 공간, 비공간 정보 자료 개념 설계
A Conceptual Design of Spatial and Non-spatial Information for Water Hazard Information Management and Service 원문보기

한국농공학회논문집 = Journal of the Korean Society of Agricultural Engineers, v.58 no.2, 2016년, pp.21 - 29

이정주 (National Drought Information Analysis Center, K-water) , 김동영 (Water Resources Research Center, K-water Institute) , 정영훈 (Water Resources Research Center, K-water Institute) , 황의호 (Water Resources Research Center, K-water Institute) , 채효석 (Water Resources Research Center, K-water Institute)

Abstract ▼ AI-Helper

This study conducted a basic design of system and interface which provide both of spatial and non-spatial data for water hazard information management. This helps to decide directions of the future integrated water hazard information platform and possible technical examinations of the web-based system for the realization of the prototype. For user friendly system, this study did a survey to investigate the data format, service environment, image processing level and visualization type that users prefer. Also, authorization range was set up by type of the user group. In the water hazard information platform, the data and analysis algorithm were classified by the fields. Furthermore, the platform was consisted with six block systems according to the function and the interface and designed to flexibly mount or modify the additional functions. For a basic design of the data exchange method and protocols, a prototype was constructed by using the spatial information web service technology. The portal service system to visualize and provide spatial data was designed by the WMS/WFS type of OGC standard interface and the FTP/HTTP interface type through open source GIS software for server environment.

Keyword

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

본 연구에서는 공간자료와 비공간자료를 모두 포함하는 수재해 정보관리 및 서비스 시스템 구축을 위한 자료제공뿐만 아니라 서비스 인터페이스에 대한 기본설계를 실시하였다. 또한, 향후 수재해 정보플랫폼 통합 구축을 위한 기본 방향을 정립하고 프로토타입 가시화를 통한 웹 기반 수재해 정보서비스의 기술적 검토 및 실제 구현 형태를 알 수 있도록 하였다.
(2003)은 많은 부분에서 가능성을 인정받고 있는 차세대 유비쿼터스 정보기술을 기반으로 향후 서울시의 도시방재관리 및 정보시스템에 대하여 새로운 활용 방향성을 제안하였다. 즉, 서울시 도시방재관리를 진단함에 있어 정보기술시스템 측면에 국한하여 현재의 문제점을 살펴보고 그 대안으로 유비쿼터스 정보기술을 기반으로 하는 유비쿼터스 방재정보시스템의 활용가능성을 제시하였다.
본 연구에서는 공간자료와 비공간자료를 모두 포함하는 수재해 정보관리 및 서비스 시스템 구축을 위해, 자료제공 및 서비스 인터페이스에 대한 기본설계를 수행하였다. 향후 단계별로 구축 예정인 수재해 정보플랫폼을 위한 기본 방향을 정립하고 웹 기반 정보제공 시스템을 통한 수재해 정보서비스의 기술적 검토 및 실제 구현 형태를 알 수 있도록 인터페이스 프로토타입을 구축하였다.

제안 방법

본 연구에서는 공간자료와 비공간자료를 모두 포함하는 수재해 정보관리 및 서비스 시스템 구축을 위한 자료제공뿐만 아니라 서비스 인터페이스에 대한 기본설계를 실시하였다. 또한, 향후 수재해 정보플랫폼 통합 구축을 위한 기본 방향을 정립하고 프로토타입 가시화를 통한 웹 기반 수재해 정보서비스의 기술적 검토 및 실제 구현 형태를 알 수 있도록 하였다.
① 관측 자료 수신 및 활용분야에서는 ‘데이터 수집 방법, 관측 데이터 우선순위’ 등을 조사하였고, ② 자료 품질/표준화 및 운영분야에서는 ‘시스템 운영인력, 위성 데이터 품질’ 등을 조사하였다.
③ 형화 자료 제공 및 활용분야에서는 ‘선호하는 정보 제공 형식/운영체제/포맷’ 등을 조사하였고, ④ 첨단 표출/시 각화 시스템 활용분야에서는 ‘시각화 정보의 활용도, 선호하는 시각화 형식’ 등을 조사하였다.
사용자의 자료 접근 시나리오는 다음과 같이 예상할 수 있다. 일반 사용자의 자료 접근 시나리오는 ① 일반 웹 브라우저에서 메타정보를 사용하여 자료 검색 가능, ② 검색결과는 배경지도 위에서 Preview 가능, ③ FTP 또는 OGC (Open Geospatial Consortium) WMS (Web Map Service)/WFS (Web Feature Service)를 사용하여 자료 다운로드가 가능하도록 개발 방향을 설정하였다. 포털을 통해 제공되는 기초데이터와 분석모듈 등을 개발하는 연구그룹은 자체 자료 공유 서버를 구축하거나 통합 자료관리 시스템에 자료 공유(자료 호스팅)를 요청할 수 있도록 한다.
포털을 통해 제공되는 기초데이터와 분석모듈 등을 개발하는 연구그룹은 자체 자료 공유 서버를 구축하거나 통합 자료관리 시스템에 자료 공유(자료 호스팅)를 요청할 수 있도록 한다. 자료 공유 요청 시 자료와 메타 정보를 CD 또는 전자 우편 등으로 제출하며, 메타 정보는 ISO 19139 XML 또는 그에 대응되는 정보로 구성하도록 한다. 가용한 파일 포맷은 GML, SHP, ASC, GeoTIFF, GRID, E00 이며 PRJ 또는 OGC WKT 좌표참조체계 정보를 동반하도록 해야 한다.
SRA 기반의 관측 자료 융합․처리 및 수문인자 생성, 물안보 강화 및 수해 경감을 위해 필요한 관련 정보 제공 등을 위한 기반기술로써 필요한 목표시스템에 맞추어 설정한 각 시스템별 개발 방향은 다음과 같다. ① 강수, SRA 등의 기초정보를 각각의 경로가 아닌 단일 포털에서 검색/접근 가능한 시스템, ② 수집/분석된 수재해 정보를 기반으로 가뭄, 기상, 홍수정보 및 돌발 홍수 예측 등의 정보를 제공하는 시스템, ③ 관련 기관에서 수자원 관리와 수재해 대응 측면에서 활용할 수 있는 시스템, ④ 방재정보, 관측 장비, 조직대응 등 재해예측 및 대응 가능한 시스템, ⑤ 3차원 공간정보 기반의 증강현실을 통한 관리자/수요자들에게 보다 현실적이고 효율적인 정보 제공이 가능한 시스템, ⑥ 오픈정보 기반의 각종 수재해 정보를 수요자들에게 제공할 수 있는 시스템 등으로 개발 방향을 설정하였다.
실제 수요자의 의견을 정확히 파악하고 이를 수렴하기 위하여 수요조사 문항 구성 및 수요조사를 실시하였다. ① 관측 자료 수신 및 활용분야에서는 ‘데이터 수집 방법, 관측 데이터 우선순위’ 등을 조사하였고, ② 자료 품질/표준화 및 운영분야에서는 ‘시스템 운영인력, 위성 데이터 품질’ 등을 조사하였다.
수재해 정보 플랫폼 서비스를 위한 시스템 구성은 기능 및 인터페이스에 따라 블록 개념의 별도 시스템으로 구성하여 추후기능의 추가, 수정 등에 유연하고 효과적으로 대처할 수 있도록 구성하였다. 이는 Kim et al.
정보는 데이터에 의미와 가치를 부여해 조직화하고 변화시킨 것으로 형태와 형식을 지니며, 사용 주체나 상황에 따라 의미와 가치가 다르기 때문에 정보가 생산되고 사용되는 콘텍스트가 매우 중요하다. 본 연구에서는 정보레벨별 서비스 방안으로 프라이빗클라우드(Private Cloud) 방식의 정보제공 서버와 포탈서버로 시스템을 구성하고, 포탈서버에는 메타데이터만을 보유하여 정보검색 프로토콜에 대응할 수 있도록 Fig. 3과 같이 구성하였다.
공간정보에 대한 웹 서비스 기술 중 가장 일반적인 기술은 OGC WxS 표준에서 제시되고 있으며, 이중 Web Map Service (WMS), Web Feature Service (WFS) 등은 ISO 표준으로도 채택된 상황이다. Desktop S/W 및 웹브라우저 2개의 환경에서 프로토타이핑을 통하여 서비스되는 OGC WFS/WMS 자료의 적용성을 검토하였다. 검토 시 고려한 3가지 사항으로는 ① Raster 자료 제공에 대한 효율성이 높은 FTP 서비스, ② Linked Open Data (LOD)에서 활용도 높은 HTTP 서비스, ③ 공간정보서비스를 위한 일반적인 인터페이스인 OGC WMS/ WFS 서비스 등이다.
정보제공 서버에서 OGC WMS/WFS로 호스팅된 경우, 검색된 자료는 공간정보 오픈 플랫폼에서 제공하는 전자지도 위에서 조회가 가능하도록 설계하였다. 그러나 OGC WMS 서비스의 경우 SLD (Styled Layer Descriptor) 표준을 적용하여 표출방식(묘화)을 제어하지만 OGC WFS 서비스의 경우는 OGC KML과 달리 표출 제어방식이 포함되지 않는다.
오픈 소스 기반의 GIS Server 환경을 통한 플랫폼을 구축하고자 ActiveX 등 비표준 기술을 배제하고 OGC 표준 인터페이스 (WFS/WMS) 방식과 FTP/HTTP 인터페이스 방식으로 서비스를 구성하였다. Fig.
본 연구에서는 공간자료와 비공간자료를 모두 포함하는 수재해 정보관리 및 서비스 시스템 구축을 위해, 자료제공 및 서비스 인터페이스에 대한 기본설계를 수행하였다. 향후 단계별로 구축 예정인 수재해 정보플랫폼을 위한 기본 방향을 정립하고 웹 기반 정보제공 시스템을 통한 수재해 정보서비스의 기술적 검토 및 실제 구현 형태를 알 수 있도록 인터페이스 프로토타입을 구축하였다. 수재해 정보포털 서비스의 사용자 자료 접근 시나리오를 기반으로 사용자 그룹별 활용범위를 설정하였으며, 수요자 의견수렴을 통해 정보제공 형식, 사용 환경, 선호하는 영상처리 레벨 및 가시화 형태 등을 분석하였다.
향후 단계별로 구축 예정인 수재해 정보플랫폼을 위한 기본 방향을 정립하고 웹 기반 정보제공 시스템을 통한 수재해 정보서비스의 기술적 검토 및 실제 구현 형태를 알 수 있도록 인터페이스 프로토타입을 구축하였다. 수재해 정보포털 서비스의 사용자 자료 접근 시나리오를 기반으로 사용자 그룹별 활용범위를 설정하였으며, 수요자 의견수렴을 통해 정보제공 형식, 사용 환경, 선호하는 영상처리 레벨 및 가시화 형태 등을 분석하였다. 수재해 정보플랫폼을 통해 제공하고자 하는 처리된 관측자료 및 분석 알고리즘을 분야별로 선정하고, 기능 및 인터페이스에 따라 6개의 블록 시스템으로 계획하여 추후 기능의 추가, 수정 등에 유연하게 대처할 수 있도록 구성하였다.
수재해 정보포털 서비스의 사용자 자료 접근 시나리오를 기반으로 사용자 그룹별 활용범위를 설정하였으며, 수요자 의견수렴을 통해 정보제공 형식, 사용 환경, 선호하는 영상처리 레벨 및 가시화 형태 등을 분석하였다. 수재해 정보플랫폼을 통해 제공하고자 하는 처리된 관측자료 및 분석 알고리즘을 분야별로 선정하고, 기능 및 인터페이스에 따라 6개의 블록 시스템으로 계획하여 추후 기능의 추가, 수정 등에 유연하게 대처할 수 있도록 구성하였다. 자료교환 방식과 프로토콜의 기본설계를 위해 공간정보 웹서비스 기술을 적용하여 프로토타입을 구축하고, 자료표출 및 제공을 위한 포털 서비스 시스템은 오픈소스 기반의 GIS 서버 환경을 통해 OGC 표준 인터페이스인 WMS/WFS 방식과 FTP/HTTP 인터페이스 방식을 통해 기본 설계를 하였으며 서비스 제공이 가능함을 확인하였다.

대상 데이터

1은 맞춤형 정보 서비스를 위한 효율적인 개발 방안을 도출하기 위해 전문가 및 실무자의 의견을 조사한 설문지의 일부이다. 조사대상으로는 연구단 실무진, 항공우주연구원, 산림과학원, 재난안전연구원 등 50여명의 다양한 분야 전문가들의 의견을 수렴하였다. 수요조사 분석결과를 살펴보면 Table 3과 같이 관측데이터의 우선순위에서는 ‘레이더 데이터 (Radar)’, 선호하는 웹브라우저는 ‘인터넷익스플로러’, 선호하는 가시화형태는 ‘2D 평면적 의사색채’ 등으로 조사되었다.

성능/효과

(2003)은 웹 GIS의 개발도구로 HTML, 자바스크립트 및 ESRI의 ArcIMS를 이용하여 재해정보 제공을 위한 연구를 실시하였으며, 대상지역인 춘천시의 재해 정보를 웹 기반의 시스템을 통해 다양한 기능을 활용하여 제공할 수 있는 방안을 제시하였다. 또한 사용자가 관심지역의 재해정보를 검색 및 선택할 수 있으며, 선택 지역을 VRML을 이용한 3차원 지형모델로 확인이 가능하였다.
수재해 정보플랫폼을 통해 제공하고자 하는 처리된 관측자료 및 분석 알고리즘을 분야별로 선정하고, 기능 및 인터페이스에 따라 6개의 블록 시스템으로 계획하여 추후 기능의 추가, 수정 등에 유연하게 대처할 수 있도록 구성하였다. 자료교환 방식과 프로토콜의 기본설계를 위해 공간정보 웹서비스 기술을 적용하여 프로토타입을 구축하고, 자료표출 및 제공을 위한 포털 서비스 시스템은 오픈소스 기반의 GIS 서버 환경을 통해 OGC 표준 인터페이스인 WMS/WFS 방식과 FTP/HTTP 인터페이스 방식을 통해 기본 설계를 하였으며 서비스 제공이 가능함을 확인하였다.
본 연구를 통하여 SRA 기반의 Glocal (Global+Local) 수문 관측 및 생성자료와 수재해 관련 분석정보를 효율적으로 관리하고 제공할 수 있는 포털 시스템의 기반을 마련하였다. 향후 SRA와 같은 국토관측센서에 의해 획득된 관측자료를 융합·처리하여 수문인자를 생성하고, 수재해 관련 분석 정보를 제공할 수 있는 기반기술 및 포털 시스템 개발에 관한 연구를 추가적으로 진행할 예정이다.

후속연구

안정적이고 효율적인 광역 수자원 정보를 통합 관리 및 서비스하기 위해, 다중화, 자료 백업, 원격 소산, 망 분리 등의 시스템 인프라 연구와 각종 자료를 통합 서비스하기 위한 자료 표준화 및 규격화 방안제시가 필요하다. 또한 SRA (Satellite, Radar , AWS (Automatic Weather System)) 기반 수자원 정보 관리를 위한 시스템 설계 및 규모 산정을 위해 관리대상 자료의 선정, 자료 보관 용량 도출, 자료 백업 방안에 대한 연구가 필요하다.
하천건천화를 정량적으로 파악하기 위한 방법으로는 ‘기상조건, 식생상태, 토양수분, 불투수지역, 지하수위’ 등 시공간적 분포 파악이 가능한 적절한 시간 및 공간 해상도의 위성 영상들을 활용해야 한다. 하천건천화를 방지하기 위한 사업 또한 Korea Environment Corporation (2001)에서 광주천을 대상으로 수행한 바 있으나, 좀 더 세밀한 요인분석을 위해서는 다양한 추적기술 개발이 필요하다. 국내 하천건천화 파악 기술은 수자원의 지속적 확보기술 사업 (과학기술부/건설교통부, 2001~2011)의 지표수 확보기술 분야 과제 (지속가능한 하천수개발 기술, 2001~2003)로 2년간 진행된 바 있다.
향후 SRA와 같은 국토관측센서에 의해 획득된 관측자료를 융합·처리하여 수문인자를 생성하고, 수재해 관련 분석 정보를 제공할 수 있는 기반기술 및 포털 시스템 개발에 관한 연구를 추가적으로 진행할 예정이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	수재해 대응 및 관리 등을 위한 정보 플랫폼은 무엇을 제공할 수 있어야 하는가?	이를 위해서는 과학적이고 효율적인 수재해 대응 및 관리는 물론 통일을 대비한 북한 수자원 현황 파악과 글 로벌 물 산업에 대한 경쟁력을 확보하기 위한 국가적 차원의 정보 플랫폼 개발이 시급히 필요하다. 이러한 정보 플랫폼은 각종 위성 및 국토관측센서를 통해 획득되고 있는 물 관련 정보들을 체계적으로 관리할 수 있는 기능뿐만 아니라 많은 양의 정보들을 빠른 시간 내에 분석함으로써 사용자가 요구하는 맞춤형 정보를 제공할 수 있어야 한다.
	수재해 정보관리의 시스템에서 기술적 요구 사항으로 어떤 것들이 있는가?	수재해 정보관리 시스템의 기술적 요구사항을 몇 가지 요약해 보면, 우선 수재해와 관련된 1차 관측데이터, 2차 분석정 보, 3차 가공정보 등 모든 정보를 공개하고 상호 교류할 수 있는 오픈이노베이션 개념의 포털 서비스의 구축으로 기술력 제고 및 기술성장 기반 조성이 필요하다. 안정적이고 효율적인 광역 수자원 정보를 통합 관리 및 서비스하기 위해, 다중화, 자료 백업, 원격 소산, 망 분리 등의 시스템 인프라 연구와 각종 자료를 통합 서비스하기 위한 자료 표준화 및 규격화 방안제시가 필요하다. 또한 SRA (Satellite, Radar , AWS (Automatic Weather System)) 기반 수자원 정보 관리를 위한 시스템 설계 및 규모 산정을 위해 관리대상 자료의 선정, 자료 보관 용량 도출, 자료 백업 방안에 대한 연구가 필요하다.
	공간정보와 융합된 위성자료 등의 수방재 DB 고도화 정보의 장점은 무엇인가?	공간정보와 융합된 위성자료 등의 수방재 DB 고도화 정보 는 상대적으로 지상 계측자료가 부족한 저개발국가나 전략지 역과 같은 비접근 지역에 대한 수문기상학적 특성을 파악하기 위한 가장 기초적인 자료를 제공할 수 있으며 물 관리 산업 해외진출 시 활용 가능한 기술을 제공할 수 있는 장점이 있다. 이런 장점을 실현하기 위해서는 해외 기관에서 개발하거나 표준화를 추진하고 있는 시스템과의 호환성 확보 방안과 개 발 기술 및 시스템의 통합적이고 체계적인 관리방안 등이 수립되어야 할 것이다.

참고문헌 (12)

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The World Bank (http://datacatalog.worldbank.org/)

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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